英創(chuàng)信息技術(shù)ESM335x擴展總線中斷智能塊讀寫

1、綜述

ESM335x 嵌入式主板的提供帶中斷的精簡ISA擴展總線，主要用于支持高速數(shù)據(jù)采集、多路串口擴展以及其他的高級擴展應(yīng)用。在這些應(yīng)用中，往往出現(xiàn)需要按一定的順序讀寫一定量的數(shù)據(jù)的情況，如果用戶在應(yīng)用程序中一次一次的調(diào)用讀寫操作將會很慢而且會占用較多系統(tǒng)資源。我們在Linux-4.1.6 ISA總線驅(qū)動增加了中斷時數(shù)據(jù)塊讀寫操作的功能，當(dāng)有中斷發(fā)生時，驅(qū)動程序會按照用戶的設(shè)置讀寫塊數(shù)據(jù)，并將讀到的數(shù)據(jù)進行緩存，讀寫完之后驅(qū)動程序會通知應(yīng)用程序，用戶在應(yīng)用程序中通過讀操作就能獲得需要讀取的塊數(shù)據(jù)。使用驅(qū)動程序在中斷時自動讀寫能簡化用戶應(yīng)用程序，減少塊讀寫操作的延遲。具體的使用方法在下面介紹。

2、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及使用說明

使用發(fā)生中斷時驅(qū)動自動讀寫數(shù)據(jù)塊功能需要在應(yīng)用程序中使用em335x_drivers.h頭文件，使能功能需要使用struct isa_transfer結(jié)構(gòu)體，傳入此結(jié)構(gòu)體數(shù)組給驅(qū)動以設(shè)置讀寫操作的參數(shù)：

structisa_transfer

{

constvoid *tx_buf; /* 寫數(shù)據(jù)地址，不為NULL有效 */

void *rx_buf; /* 讀數(shù)據(jù)地址，不為NULL有效 */

unsigned len; /* 讀取長度 */

unsigned offset; /* 總線地址 0x00 .. 0xFF */

unsigned inc; /* 每次讀寫之后地址的增量 */

};

●tx_buf: 不為NULL時， 表示寫操作

●rx_buf: 不為NULL時，表示讀操作，數(shù)據(jù)讀取存放地址

●tx_buf和rx_buf不能同時有效

●len：讀寫長度，以字節(jié)byte為單位，進行塊讀寫操作時必須為偶數(shù)，也可以進行單獨的1個byte的數(shù)據(jù)讀寫，即設(shè)置為1

●offset:讀寫操作地址，塊數(shù)據(jù)讀寫時offset必須為偶數(shù)

●inc：每次讀寫操作后地址增加量，1或者0

總線塊數(shù)據(jù)讀寫說明

ESM335x精簡ISA總線只有8位數(shù)據(jù)/地址線，但是硬件內(nèi)部可以進行16bit的讀寫，并且會自動將16bit的數(shù)據(jù)分為低8位和高8位兩次讀寫，低8位和高8位處在連續(xù)的地址處（即必須有兩個相鄰的地址），我們在驅(qū)動中為了加快讀寫操作，在用戶進行塊讀寫（結(jié)構(gòu)體中的len為偶數(shù)）時會使用16bit讀寫的方式，具體讀寫方式如下，請用戶注意讀寫地址的變化：

●設(shè)置rx_buf有效，len=4, offset=0, inc=0時，驅(qū)動讀寫地址及順序為：

低8位—offset，高8位—offset+1；低8位—offset，高8位—offset+1。

●設(shè)置rx_buf有效，len=4, offset=0, inc=1時，驅(qū)動讀寫地址及順序為：

低8位—offset，高8位—offset+1；低8位—offset+2，高8位—offset+3。

寫操作相同。

3、應(yīng)用程序示例

使用ISA總線需要先打開相應(yīng)的設(shè)備文件：

intfd;

fd = open("/dev/em335x_isa", O_RDWR);

printf("open file = %d\n", fd);

if(fd < 0)

{

returnfd;

}

應(yīng)用程序需要先初始化要傳遞給驅(qū)動的struct isa_transfer數(shù)組，讀寫順序和數(shù)組中的順序相同，用戶可自行設(shè)定，要使用中斷自動讀寫功能數(shù)組第一個元素必須初始化為0，否則將直接進行塊讀寫操作，而不使用中斷：

#defineARRAY_SIZE(a) (sizeof(a)) //用于計算數(shù)組字節(jié)數(shù)

uint8_t tx[2] = { 0x5a, 0x55}; //第一次寫入數(shù)據(jù)

uint8_t tx2[2] = { 0xaa, 0x1b}; //第二次寫入數(shù)據(jù)

uint8_t rx[8]; //讀取數(shù)據(jù)存放處

structisa_transfer tr[4];

//第一個元素必須設(shè)置為0才會使能中斷自動讀寫功能

memset ( &tr[0], 0,sizeof(structisa_transfer) );

//第一次操作設(shè)置為寫

tr[1].tx_buf = tx;

tr[1].rx_buf = NULL;

tr[1].len = ARRAY_SIZE(tx);

tr[1].offset = 0;

tr[1].inc = 1;

//第二次操作設(shè)置為讀，應(yīng)用程序中讀操作存放數(shù)據(jù)地址rx，總線起始地址為offset

tr[2].tx_buf = NULL;

tr[2].rx_buf = rx;

tr[2].len = ARRAY_SIZE(rx) ;

tr[2].offset = 4;

tr[2].inc = 0;

//第三次操作設(shè)置為寫

tr[3].tx_buf = tx2;

tr[3].rx_buf = NULL;

tr[3].len = ARRAY_SIZE(tx2);

tr[3].offset = 0;

tr[3].inc = 1;

調(diào)用ioctl函數(shù)傳遞數(shù)組地址，使能中斷塊讀寫操作：

ret = ioctl(fd, ISA_IOC_MESSAGE(4), tr );

設(shè)置過后的讀取地址必須保證在下次調(diào)用ioctl重新設(shè)置之前一直有效，用戶之后調(diào)用read函數(shù)時驅(qū)動程序會自動將數(shù)據(jù)寫入設(shè)置的讀取地址（示例中的rx數(shù)組），而與用戶在read函數(shù)中輸入的地址無關(guān)，這樣能夠簡化用戶應(yīng)用程序中的設(shè)置，用戶只需要在每次read函數(shù)之后到ioctl傳遞的結(jié)構(gòu)體數(shù)組中的讀地址處（rx數(shù)組）獲得數(shù)據(jù)，并在下次讀操作之前進行拷貝或者其他操作以防止數(shù)據(jù)丟失。

停止中斷塊讀寫操作，只傳入一個全為0的struct isa_transfer機構(gòu)體：

ret =ioctl(fd, ISA_IOC_MESSAGE(1), &tr[0] );

read函數(shù)讀取數(shù)據(jù)只需以sizeof(struct isa_transfer)為count參數(shù)，地址為無關(guān)參數(shù)，但是建議用戶傳入之前ioctl處的結(jié)構(gòu)體數(shù)組地址，如下所示，之后數(shù)據(jù)便會讀到之前設(shè)置的結(jié)構(gòu)體數(shù)組中指定的讀取數(shù)據(jù)存入地址處，即rx數(shù)組中：

nNum =read(fd, tr,sizeof(structisa_transfer));

需要重新設(shè)置讀寫數(shù)據(jù)參數(shù)時需要重新設(shè)置結(jié)構(gòu)體數(shù)組，并重新調(diào)用ioctl函數(shù)。

設(shè)置完成后使用select函數(shù)查詢ISA總線狀態(tài)，如有中斷發(fā)生，并且驅(qū)動讀寫完了設(shè)置的數(shù)據(jù)塊，select函數(shù)將會返回大于0的數(shù)值，并且設(shè)置相應(yīng)的讀文件標志，應(yīng)用程序就可以調(diào)用read讀取數(shù)據(jù)了，select函數(shù)用法示例：

//線程函數(shù)中調(diào)用select函數(shù)查詢總線狀態(tài)，如可讀，則調(diào)用read讀取數(shù)據(jù)到之前設(shè)置的地址

intISASelectThreadFunc(void* lparam)

{

intfd = * (int*)lparam;

printf( "fd %d\n", fd );

fd_set fdRead;

structtimeval aTime;

intret;

while(1)

{

FD_ZERO(&fdRead);

FD_SET(fd,&fdRead);

aTime.tv_sec = 2;

aTime.tv_usec = 0;

ret = select ( fd+1, &fdRead, NULL, NULL, &aTime );

if( ret<0 )

printf( "select, something wrong!\n " );

if( ret>0 )

{

if( FD_ISSET(fd, &fdRead) )

{

printf( "There is a IRQ!!! AND RW complete!\n" );

/********************在此調(diào)用read************************/

read(fd, &tx[0],sizeof(structisa_transfer));

//數(shù)據(jù)已經(jīng)讀到rx數(shù)組中了，用戶可在此進行數(shù)據(jù)處理

}

}

//判斷程序運行狀態(tài)，跳出循環(huán)

//break；

}

pthread_exit( NULL );

return0;

}

//創(chuàng)建線程

intStartPulseThread(int*fd )

{

pthread_attr_t attr;

pthread_t m_thread;

int res;

res = pthread_attr_init(&attr);

if( res!=0 )

{

printf("Create attribute failed\n" );

}

res = pthread_attr_setscope( &attr, PTHREAD_SCOPE_SYSTEM );

res += pthread_attr_setdetachstate( &attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED );

if( res!=0 )

{

printf( "Setting attribute failed\n" );

}

res = pthread_create( &m_thread, &attr, (void*(*) (void*))&ISASelectThreadFunc, fd );

if( res!=0 )

{

return-1;

}

pthread_attr_destroy( &attr );

return0;